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圆吸盘用于磨削隔套类零件端面的工装设计与研究

2014-07-08董喜萍强育陈亮

机械工程师 2014年9期
关键词:磨头外径端面

董喜萍,强育,陈亮

(宝鸡机床集团有限公司,陕西 宝鸡 721013)

0 引 言

我公司各类机床产品装配中,主轴上都设计有隔套类零件,如图1,此隔套类零件厚度两端面平行度要求严格,一般要控制在0.005 mm 以内,在一般平面磨床如M7130 磨后,两面平行度最小只能控制在0.015 mm,需要再上高精度平面磨床精磨才能达到图纸要求。在公司高精度平磨设备不足的情况下,只能采用人工逐件在平板上研磨的方法,使两面平行度达到0.005 mm,采用这种方法,劳动强度大、效率很低。为此,设计专用夹具,将圆吸盘连接在外圆磨床M1432G 设备上用于磨削主轴隔套类零件,解决了公司生产难题。

1 夹具设计

1.1 夹具设计思路

依照外圆磨床磨削的工作原理进行夹具设计。在公司现有的高精磨M1432G 设备上设计、安装专用夹具,要考虑:夹具主体一端与设备磨头连接,使其随磨头主轴同步旋转,另一端安装圆吸盘,同时带着圆吸盘同步转动,主轴隔套件吸附在圆吸盘上,对其端面进行磨削;考虑磨削中夹具重量、夹具主体长度长等因素,要设计相当于中心架作用的V 型工装作支撑。磨削工件过程中还要考虑夹具重心位置,根据实际情况进行配重。

1.2 夹具设计实施方案夹具主体设计

如图2 所示,为了减少重量,减少加工量,夹具主体采用φ159×25×600 mm 的无缝钢管,装配前只着重对其两端部位内孔和外圆有配合连接处进行加工。夹具主体设计后首先考虑设计一个驱动法兰,连接磨头和夹具体。按照高精磨磨头端面螺孔位置及大小,设计驱动法兰并作止扣连接在磨头端面上。驱动法兰另一端用拉簧、拉钉等件将其与夹具主体——钢管在外圆周上连接,弹簧在夹具主体上有3 个可调的连接位置,根据磨头主轴顶尖与前法兰配合情况,作轴向调整,靠近夹具主体的驱动法兰端面上装有拨杆。同时,对夹具主体无缝钢管的两端要设计并安装前、后两法兰,前、后法兰与夹具主体用止口配合连接后,并在两零件结合处各作C5 倒角焊接结实(如图3)。焊成组焊件再作为整体加工。前法兰与驱动法兰正对的面上装有拨块,主轴顶尖穿过驱动法兰孔顶持在前法兰中心孔中,驱动法兰上的拨杆,拨动前法兰上的拨块,实现夹具主体跟着磨头主轴作同步旋转运动。根据圆吸盘上连接尺寸加工后法兰上与圆吸盘的连接孔尺寸、位置,并在其上连接圆吸盘,圆吸盘上吸附隔套类件,和夹具主体一起随磨头主轴同步旋转。实现设备上砂轮对工件端面的磨削。圆吸盘采用型号X5132A,外径为φ320 mm,与之连接的后法兰外径也在φ320 mm 左右(两零件孔连接尺寸要求),由于后法兰及圆吸盘外径大,为防止重心靠近右端部,夹具主体外径上磨出与平衡块配合的直径圆φ140JS6,在其上装配φ180 mm 外径的平衡块。使夹具重心落在其中间偏左位置。另外,针对夹具主体钢管长600 mm 的长度尺寸,要设计专用V 型工装,按照与磨床工作台配合部位尺寸,和夹持夹具部位尺寸φ150 mm 直径,设计专用V 型工装,在夹具主体已磨出φ150 mm,粗糙度Ra0.2,长度20 mm 的直径圆,用V 型工装架持上φ150 mm 外圆,支撑该夹具(见图4)。

1.3 夹具加工工艺要点

1)为了保证工装上各装配零件同轴度,夹具主要部分加工采用装配成组焊件后整体加工。即在前、后法兰装配前对夹具主体除扩孔外只对与前、后法兰的配合部位,及前、后法兰与之配合部分作了加工,其余在组焊件后,采用两端钻中心孔B6.3,利用中心孔顶持。对组件进行车削、铣削、淬火、磨削等加工。后来磨头主轴顶尖顶持的中心孔,也是加工组件时用的中心孔,保证了前后基准的统一性。2)夹具主要部件加工采用装配成组焊件后加工,以中心孔定位整体磨削,保证了前、后法兰端面磨头与磨头主轴中心线的垂直度要求,使其上零件安装位置准确,特别是圆吸盘安装后垂直于磨头主轴中心线,使隔套类零件端面达到均匀磨削,两端平行度得到保证.

按照上述设计及工艺制作的夹具,经实际使用,效果很好,利用该夹具磨削隔套类零件两端面的平行度均控制在0.005 mm 范围内,保证了零件的加工质量。解决了我公司大量主轴隔套类零件加工中两端面平行度控制在0.005 mm 以内的难题,降低了成本,减少了劳动强度,提高了效率,为公司创造了经济效益。

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